JPS6349069B2 - - Google Patents

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JPS6349069B2
JPS6349069B2 JP56072027A JP7202781A JPS6349069B2 JP S6349069 B2 JPS6349069 B2 JP S6349069B2 JP 56072027 A JP56072027 A JP 56072027A JP 7202781 A JP7202781 A JP 7202781A JP S6349069 B2 JPS6349069 B2 JP S6349069B2
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chamber
exhaust gas
gas recirculation
main
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Akihisa Chiga
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Publication of JPS6349069B2 publication Critical patent/JPS6349069B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/42Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/41Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to the engine, e.g. to cylinder heads, liners, spark plugs or manifolds; characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to specially adapted combustion chambers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多気筒内燃機関において排ガスの一
部を全吸気系に還流させて各燃焼室での混合気の
燃焼温度の過度の上昇を抑制し、大気汚染の一因
となる窒素酸化物の発生を防止するようにした排
気還流装置に関する。
従来、かかる装置として、内燃機関の吸気マニ
ホールドに、気化器の生成混合気を導入する分配
室と、この分配室から延出して該室の導入混合気
を前記機関の複数本の吸気ポートに分配する複数
本の分岐路とを形成し、前記機関の排気系に連な
る排気還流路の出口を前記分配室に開口させたも
のが知られている。
本発明は、このような排気還流装置に改良を加
え、前記分配室に還流させる排ガスと混合気と
の、分配室における混合効果を大いに高めること
ができて、その還流排ガスの保有熱により混合気
の気化および分配性の向上を図ることを目的とす
る。
そしてこの目的を達成するために本発明は、内
燃機関の吸気マニホールドに、気化器の生成混合
気を導入する分配室と、この分配室から延出して
該室の導入混合気を前記機関の複数本の吸気ポー
トに分配する複数本の分岐路とを形成し、前記機
関の排気系に連なる排気還流路の出口を前記分配
室に開口させた排気還流装置において、前記分配
室を、気化器からの混合気の導入口が上面に開口
した上段室と、この上段室に隔壁を介して隣接す
ると共に前記分岐路を側壁より延出させた、上段
室よりも大容積の下段室とより構成し、前記隔壁
には、前記上段室の平断面積よりも小さい通路面
積を有して上、下段室間を連通させる連通孔を穿
設し、前記排気還流路の出口を前記上段室に開口
させたことを特徴とする。
以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、第1図においてEはV字状に配列した
左右2列のシリンダ列C1,C2を持つV型6気筒
内燃機関を示す。この機関のシリンダブロツク1
の上面は、中央部が水平面1aに、また左右両側
部が屋根型の斜面1b1,1b2にそれぞれ形成さ
れ、それら斜面1b1,1b2にはシリンダ列C1,C2
の各3本のシリンダ2の上端をそれぞれ開口させ
ると共に、シリンダ列C1,C2の各シリンダヘツ
ド3をそれぞれ接合する。また水平面1aには吸
気マニホールドMを接合すると共にこの吸気マニ
ホールドMの左右両側面を左右のシリンダヘツド
3の内端面にそれぞれ接合する。さらに吸気マニ
ホールドMの上面に気化器Caを装着する。
シリンダブロツク1の下面に支承される共通の
クランク軸4には各シリンダ2内を昇降するピス
トン5をコンロツド6を介してそれぞれ連結す
る。
各シリンダヘツド3には、ピストン5により画
成される主燃焼室7と、該室7にトーチノズル9
を介して連通する副燃焼室8と、主燃焼室7にそ
れぞれ開口する主吸気ポート10および排気ポー
ト14と、副燃焼室8に開口する副吸気ポート1
1とが形成されており、主吸気ポート10は主吸
気弁12により、副吸気ポート11は副吸気弁1
3により、また排気ポート14は排気弁15によ
りそれぞれ開閉される。シリンダヘツド3に螺着
される点火栓16はその電極を副燃焼室8に臨ま
せる。
前記気化器Caは希薄混合気即ち主混合気と、
濃厚混合気即ち副混合気とを同時に生成すること
ができ、これら主,副混合気は吸気マニホールド
Mを通して主,副吸気ポート10,11にそれぞ
れ分配される。
而して、各シリンダ2において、そのピストン
5の吸入行程により主,副吸気弁12,13が開
かれると、主混合気が主吸気ポート10を通して
主燃焼室7に、また副混合気が副吸気ポート11
を通して副燃焼室8にそれぞれ供給される。そし
て、次の圧縮行程で副燃焼室8内の濃厚な副混合
気が点火栓16の火花放電により着火され、その
火炎がトーチノズル9を通して主燃焼室7に噴入
し、該室7の希薄な主混合気を着火燃焼させる。
その結果、総合空燃比が希薄な混合気の燃焼が可
能となる。こうしてピストン5は膨脹行程に移
り、次の排気行程で排気弁15が開かれたとき、
排ガスが排気ポート14へ、さらに排気管17へ
と排出される。
次に、上記主,副混合気の吸気マニホールドM
における経路について説明する。第2図は吸気マ
ニホールドMの平面図であつて、この図面で上方
が機関Eの左方、即ちシリンダ列C1側、下方が
同右方即ちシリンダ列C2側に当り、また左方が
機関の前方、右方が同後方に当たる。
この吸気マニホールドMの上端面、即ち気化器
取付面18には、前記気化器Caの主混合気を生
成する1次および2次ボアとそれぞれ連通する1
次および2次主導入口19,19′が、また同気
化器Caの副混合気を生成する副ボアと連通する
副導入口20が機関Eの前後方向に配列してそれ
ぞれ開口し(第2,8図参照)、両主導入口19,
19′の直下にはそれらと連通する共通の主分配
室21が、また副導入口20の直下にはそれと連
通する1次副分配室22がそれぞれ設けられる。
主分配室21は上段室21aと、それに隔壁Wを
介して隣接し且つ該上段室21aよりも大容積の
下段室21bとより構成されており、隔壁Wに
は、上段室21aの平断面積よりも小さい通路面
積を有して上,下段室21a,21b間を連通さ
せる連通孔23が穿設され、また下段室21bの
左右両側壁から各シリンダ列C1,C2の主吸気ポ
ート10に連なる主分岐路24が3本宛延出す
る。
したがつて、気化器Caで生成された主混合気
は、主分配室21上壁に穿設された主導入口19
または19′主分配室21に流入し、該室21で
複数本の主分岐路24に分配されて前述のように
各主吸気ポート10に吸入されていく。
1次副分配室22は主分配室21の上段室21
a後方に隣接して並び、その左右両側壁からは2
本の1次副分岐路25が延出し、これらは主分配
室21の上段室21aの左右両側に隣接配設され
た一対の2次副分配室22′に連通する。さらに
各2次副分配室22′の各外側壁からは各シリン
ダ列C1,C2の副吸気ポート11に連なる2次副
分岐路25′が3本宛延出する。
したがつて、気化器Caで生成された副混合気
は、副導入口20より1次副分配室22に流入
し、該室22から2本の1次副分配路25を介し
て左右の2次副分配室22′に分配され、そして
該室22′で複数本の2次副分配路25′に分配さ
れて前述のように各副吸気ポート11に吸入され
ていく。
第1図に示すように、排気管17の一側には排
気取出孔26が、また吸気マニホールドMの後面
には排気導入孔27がそれぞれ設けられ、両孔2
6,27間を排気還流管28が接続する。
第2,5,6,8図に示すように、吸気マニホ
ールドMの壁中には、排気導入口27と前記主分
配室21の上段室21aの前面壁に開口する排気
導出孔29との間を連通する排気還流路30が形
成される。したがつて、排気導出孔29は排気還
流路30の出口となる。
上記排気還流路30は主分配室21の直下を水
平に縦断する中間部30bと、排気導入孔27か
らその中間部30bの後端に向つて下降する上流
部30aと、中間部30bの前端より排気導出孔
29に向つて上昇する下流部30cとよりなつて
おり、その上流部30aは途中で吸気マニホール
ドM上面に開口31,31′し、それら開口31,
31′の間を接続するように排気還流量制御弁3
2が吸気マニホールドMに装着される。一方第
2,8図に示すように、排気導出孔29に対峙す
るそらせ板33が主分配室21の上段室21aに
立設される。
而して、機関Eの運転中、排気管17を流れる
排ガスの一部は排気取出孔26から排気還流管2
8を経て、排気導入孔27より排気還流路30に
流入し、制御弁32により機関の作動状態に適応
した流量に制御された上、排気導出孔29より主
分配室21の上段室21aへ流出する。上段室2
1aに流出した排ガスは直ちにそらせ板33に衝
突して左右に分けられ、そこで主分配室21を通
る主混合気に混入し、さらに下段室21bに移つ
て主混合気との混合を深める。この間に、排ガス
は主混合気より未だ高温であるから、主混合気を
直接加熱してその気化を促進する。こうして排ガ
スは主混合気と共に主分岐路24により各主吸気
ポート10に分配されて主燃焼室7に還流する。
かくして還流排ガスは混合気の燃焼時、その燃焼
温度の過度の上昇を抑制し、窒素酸化物の発生を
防止する役割を果す。
機関Eおよび吸気マニホールドMは水ジヤケツ
トJeおよびJmをそれぞれ有し、これら水ジヤケ
ツトに対する水の流通経路を第10図により説明
する。
ラジエータRの出口Roから延出して同入口Ri
に戻る主水路34にはその上流側より水ポンプ
P、内燃機関Eの水ジヤケツトJeおよび吸気マニ
ホールドMの水ジヤケツトJmが順次直列に挿入
される。水ポンプPは機関Eより機械的に駆動さ
れてラジエータRの出口Roから冷却水を吸入し、
これを水ジヤケツトJeに圧送するようになつてい
る。吸気マニホールドMの水ジヤケツトJmの出
口Jmoには、水ジヤケツト内の水温が一定値以上
になると開弁するサーモスタツトTが設けられ
る。
また、吸気マニホールドMの水ジヤケツトJm
からは第1および第2バイパス水路351,352
が延出し、それらはラジエータRの出口Roと水
ポンプPとの間の主水路34に接続され、第2バ
イパス水路352には自動車の暖房用熱交換器H
が介装される。
さらに、吸気マニホールドMには、その水ジヤ
ケツトJm内の水温が一定値以上に上昇すること
を感知してラジエータRの冷却用電動フアンFを
作動する感温スイツチSf、および同水温の変化に
応動して水温計(図示せず)を作動する水温セン
サSが取付けられる。尚、図中JeiおよびJeoは水
ジヤケツトJeの入口および出口、Jmiは水ジヤケ
ツトJmの入口を示す。
而して、機関Eが低温時に作動されると、サー
モスタツトTが開弁して、吸気マニホールドMの
水ジヤケツトJmの出口Jmoを閉鎖するので、水
ポンプPにより圧送される水は、先ず機関Eの水
ジヤケツトJeに送られ、これを通過して吸気マニ
ホールドMの水ジヤケツトJmに移り、それから
第1および第2バイパス水路351,352に分流
し、したがつてラジエータRを迂回してその下流
の主水路34で合流し、水ポンプPに吸入され、
以上の循環を繰返す。したがつて、主水路34の
水は、ラジエータRを経由せず、放熱の機会が少
ないので、機関Eの発熱に伴い速かに温度上昇す
ることができ、機関Eの暖機および吸気マニホー
ルドMの昇温を促進する。次いで、水ジヤケツト
Jmの水温が規定値以上に上昇してサーモスタツ
トTが開弁すれば、水ジヤケツトJmを通過した
水は、その大部分が流路抵抗の少ない出口Jmoか
ら出てラジエータRの入口Riに入り、ラジエー
タRを通過することにより放熱するようになる
が、その一部は先刻と同様に第1および第2バイ
パス水路351,352への経路を辿る。さらに、
水ジヤケツトJmの水温が上昇して感温スイツチ
Sfが閉じれば、電動フアンFが作動してラジエー
タRの放熱を促進させる。このようにして水ポン
プPから圧送される水の全量が常に水ジヤケツト
Je,Jmを順次通過して機関Eおよび吸気マニホ
ールドMを適正温度に制御する。
次に、上記水ジヤケツトJe,Jmの構成を説明
する。
先ず機関Eの水ジヤケツトJeは、第1図に示す
ように、各シリンダ列C1,C2においてシリンダ
2を囲繞するようにシリンダブロツク1に形成し
た下部ジヤケツト36と、主,副吸気ポート1
0,11、排気ポート14および点火栓16等を
囲繞するようにシリンダヘツド3に形成した上部
ジヤケツト37とよりなり、両ジヤケツト36,
37はシリンダブロツク1およびシリンダヘツド
3の接合面を貫通する連通孔38により連通され
る。第1図には示してないが、下部ジヤケツト3
6の下部に水ジヤケツトJeの前記入口Jeiが設け
られている。また上部ジヤケツト37は、それか
ら再びシリンダブロツク1上部に戻る通路39を
介してシリンダブロツク水平面1aに開口する出
口Jeoに連通し、さらにこの出口Jeoは吸気マニ
ホールドMの下面に開口する水ジヤケツトJmの
入口Jmiに直接連通する。したがつて、水ポンプ
Pから圧送される水は、先ず下部ジヤケツト36
に入り、シリンダ2の周囲を冷却した後、連通孔
38を通つて上部ジヤケツト37に移り、排気弁
15および点火栓16の周囲を冷却すると共に、
主,副吸気ポート10,11の周囲を加熱した
後、通路39および出,入口Jeo,Jmiを順次経
て吸気マニホールドMの水ジヤケツトJeに流入す
る。
第2,3図に示すように、水ジヤケツトJeの出
口Jeoおよび水ジヤケツトJmの入口Jmiは、それ
ぞれ横断面を扁平に形成されて、左シリンダ列
C1側のものをシリンダブロツク1と吸気マニホ
ールドMとの各接合面の左側に、また右シリンダ
列C2側のものを同各接合面の右側に3個宛設け
られる。
吸気マニホールドMの水ジヤケツトJmは、第
3,5図に示すように、主分配室21の下段室2
1bを挾んで前後方向に延びる左右一対の上部ジ
ヤケツト40と、主分配室21の直下で排気還流
路30を挾んで前後方向に延びると共に通孔43
を介して対応する上部ジヤケツト40と連通する
下部ジヤケツト41と、主分配室21の後方にあ
つて左右の上,下部ジヤケツト40,41とすべ
て連通する後部ジヤケツト42とよりなり、前記
入口Jeiが上部ジヤケツト40の下面に開口する。
また左右各側の上部および下部ジヤケツト40,
41は、第7図に示すように、主分岐路24の周
囲で連通ジヤケツト44を介して互いに連通し、
後部ジヤケツト42は、第8図に示すように、排
気還流路30の下流部30cを囲繞すると共に1
次副分配室22の直下および主分配室21の下段
室21bの直後を通る環状ジヤケツト42aを備
えている。第4,8図に示すように、後部ジヤケ
ツト42の上部に前記出口Jmoが設けられ、その
出口が開口する吸気マニホールドMの上面に前記
サーモスタツトTが装着される。
第4図に示すように、前記感温スイツチSf、及
び水温センサSは上記後部ジヤケツト42の水温
を感知するよう、吸気マニホールドMの後端面に
穿設した取付孔45,46にそれぞれ装着され、
また前記第1および第2バイパス水路351,3
2の上流端の各接続管471,472が同後端面
に突設される。尚、48はエアブリーダ取付孔で
ある。
而して、機関Eを冷却して吸気マニホールドM
の水ジヤケツトJmの各入口Jmiに流入した温水
は左右の上部ジヤケツト40に流入し、続いてそ
の半分は通孔43を通して同側の下部ジヤケツト
41に流入する。こうして各ジヤケツト40,4
1に流入した温水はそれぞれ後部ジヤケツト42
に向つて流れ、その間に主分配室21の下段室2
1bおよび主分岐路24を加熱して、それらの内
部を通過する主混合気の気化を促進すると共に、
排気還流路30の中間部30bを冷却してその内
部を通過する排ガスの温度を低下させる。そし
て、各上,下部ジヤケツト40,41を流れる冷
却水は後部ジヤケツト42で合流し、その際排気
還流路30の上流部30aを冷却する一方、環状
ジヤケツト42aを通して主分配室21の下段室
21b後面および1次副分配室22の下面を加熱
し、それらの内部を通過する主混合気および副混
合気の気化を促進し、同時に排気還流路30の上
流部30aを冷却してその内部を通過する排ガス
の温度を低下させる。このようにして気化を促進
された主混合気および副混合気は機関Eの主燃焼
室7および副燃焼室8にそれぞれ吸入されて良好
に燃焼することができ、また温度を適度に降下さ
せた排ガスは主分配室21に送られたとき、該室
21の各部に付着する燃焼を炭化させることがな
い。
尚、本発明は、上記のように主,副燃焼室を持
つたトーチ点火式内燃機関のみならず、通常型の
機関にも適用でき、この場合前記吸気マニホール
ドMにおいては副導入口20から副分岐路25′
に至る経路が不要となる。したがつて、前記実施
例における主分配室21が本発明の分配室に、ま
た主分岐路24が本発明の分岐路にそれぞれ相当
する。
以上のように本発明によれば、吸気マニホール
ドに形成される分配室を、気化器からの混合気の
導入口が上面に開口した上段室と、この上段室に
隔壁を介して隣接すると共に前記分岐路を側壁よ
り延出させた、上段室よりも大容積の下段室とよ
り構成し、前記隔壁には、前記上段室の平断面積
よりも小さい通路面積を有して上,下段室間を連
通させる連通孔を穿設し、前記排気還流路の出口
を前記上段室に開口させ、還流排ガスが先ず分配
室の上段室に入つて、そこを下降する混合気と合
流し、次いで隔壁の連通孔より下段室に移つてか
ら、そこを水平に流れる混合気と共に各分岐路に
分配されていくようにしたので、還流排ガスの分
配室での滞留時間を全体として長くとれることは
勿論、上段室から下段室へ向かう混合気が隔壁の
連通孔を通過する際に一旦絞られた直後再び膨脹
することを利用して分配室における混合気と還流
排ガスとの混合効果を大いに高めることができ、
それらの結果、還流排ガスの保有熱により混合気
を直接且つ迅速、充分に加熱してその気化を促進
することができると共に、下段室における混合気
の各分岐路への均等分配性を大いに向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置を備えたV型6気筒内燃機
関の横断正面図、第2図はその機関の吸気マニホ
ールドの平面図、第3図は同底面図、第4図は同
背面図、第5図は第2図の−線断面図、第6
図は同図−線断面図、第7図は同図−線
断面図、第8図は同図−線断面図、第9図は
同図−線断面図、第10図は冷却水回路図で
ある。 E……内燃機関、M……吸気マニホールド、W
……隔壁、23……連通孔、17……排気系の一
部である排気管、21……分配室としての主分配
室、24……分配路としての主分岐路、29……
排気導出孔、即ち排気還流路の出口、30……排
気還流路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関Eの吸気マニホールドMに、気化器
    Caの生成混合気を導入する分配室21と、この
    分配室21から延出して該室21の導入混合気を
    前記機関Eの複数本の吸気ポート10に分配する
    複数本の分岐路24とを形成し、前記機関Eの排
    気系に連なる排気還流路30の出口29を前記分
    配室21に開口させた排気還流装置において、前
    記分配室21を、気化器Caからの混合気の導入
    口19,19′が上面に開口した上段室21aと、
    この上段室21aに隔壁Wを介して隣接すると共
    に前記分岐路24を側壁より延出させた、上段室
    21aよりも大容積の下段室21bとより構成
    し、前記隔壁Wには、前記上段室21aの平断面
    積よりも小さい通路面積を有して上、下段室21
    a,21b間を連通させる連通孔23を穿設し、
    前記排気還流路30の出口29を前記上段室21
    aに開口させたことを特徴とする、多気筒内燃機
    関の排気還流装置。 2 特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、
    前記排気還流路30の出口29を前記上段室21
    aの側面に開口させた、多気筒内燃機関の排気還
    流装置。 3 特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、
    前記上段室21aに、前記排気還流路30の出口
    29に対峙するそらせ板33を立設した、多気筒
    内燃機関の排気還流装置。
JP56072027A 1981-05-13 1981-05-13 Exhaust gas recirculating device in multi-cylinder internal combustion engine Granted JPS57186050A (en)

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